159.Каковы фундаментальные основы квантовой физики?

Микромир – объекты с линейными размерами м

1) Принцип соответствия (Н. Бор):

Квантовая теория в предельном случае пренебрежимо малых изменений физ-их величин должна совпадать с соотв-ей класс-ой теорией.

(В более широком смысле под принципом соответствия понимают утверждение о том, что любая новая физическая теория должна в некотором пределе воспроизводить результаты старой проверенной теории, например, любая теория гравитации в пределе малых скоростей и слабых гравитационных полей должна сводиться к гравитации Ньютона.)

2) Принцип дополнительности (Н.Бор):

Физические свойства микросистем описываются парами дополнительных переменных, которые не могут быть одноаременно измерены с точностью, превышающей постоянную Планка.

(В:

Согласно этому принципу, для полного описания квантовомеханических явлений необходимо применять два взаимоисключающих («дополнительных») набора классических понятий, совокупность которых даёт исчерпывающую информацию об этих явлениях как о целостных).

3)Принцип причинности:

Состояние микросистемы в некоторый момент времени предопределяет ее состояние для любого последующего момента времени.

4)Принцип суперпозиции состояний:

Если система может находиться в состоянии, которое характеризуется функциями состояний , то линейная комбинация таких состояний , также дает возможное состояние системы.

5)Принцип сохранения числа частиц:

Для изолированной системы число частиц не изменяется со временем.

160.Что представляют с собой волны де Бройля?

Французский физик Луи де Бройль высказал предположение, что корпускулярно-волновой дуа­лизм присущ всем частицам вещества: электронам, протонам, атомам, молекулам и т.д. Т.о., частице ставится в соответствие некоторый волновой процесс – волна де Бройля, причем длина волны λ_Бр связана с импульсом частицы p тем же соотношением, которое имеет место для фотонов:

длина волны де Бройля электрона, применимая в нерелятивистском случае

В волне де Бройля изменяется во времени и пространстве некоторая величина, квадрат которой пропорционален вероятности нахождения частицы в том или ином месте.

Созданная к 1927 г. квантовая (волновая) механика придала представлениям о волнах де Бройля точный смысл. В квантовой механике состояние частицы описывается волновой функцией Y(x,y,z,t) – вообще говоря, комплексной функцией координат и времени. Эта функция подчиняется волновому уравнению (уравнению Шредингера) и позволяет вычислить вероятность dW нахождения частицы в объеме dV возле точки с координатами x, y, z:

(4.13)

Таким образом,

(4.14)

так что квадрат волновой функции имеет смысл плотности вероятности.

161. Корпускулярно-волновой дуализм частиц вещества.

Не только фотоны, но и электроны и другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают волновыми свойствами. Согласно де Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные характеристики - энергия и импульс , а с другой - волновые характеристики - частота и длина волны . Количественные соотношения, связывающие корпускулярные и волновые свойства частиц, такие же, как для фотонов: , (*).

Смелость гипотезы де Бройля заключалась именно в том, что соотношение (*) постулировалось и для микрочастиц, в частности для таких, которые обладают массой покоя. Т.о., любой частице, обладающей импульсом, сопоставляют волновой процесс с длиной волны, определяемой по формуле де Бройля: . Это соотношение справедливо для любой частицы с импульсом .